太阳，这个可望不可及的金色圣殿，出现在人类的传说中已有数万年。
中国有夸父逐日，古罗马有太阳马车，北欧有狼追日月，希腊有太阳神船……
我们对太阳有太多的想象，但从来不曾到过那里。
直到这两天，NASA宣布，在2021年4月28日，人类创造的探测器首次进入了太阳日冕，创下耀眼的历史。
美国国家航空航天局NASA在本周二的地球物理联盟会议上公布了这个重大消息。
他们说科学家花了几个月的时间取回数据，又花了几个月进行分析，终于确认帕克太阳探测器到达了太阳日冕外围。
“这是不亚于登月的成就”，NASA的官员告诉媒体。
负责此项目的科学家努尔·瑞福（Nour Raouafi）更是用了一个浪漫的说法：“这相当于是，我们触摸了太阳。”
从瑞福的科学家职业生涯开始，他就在等待这一刻，而NASA计划前往太阳，已经有60年历史了……
NASA当然不是去太阳上寻找外星人、神仙或马车的，
这个探测项目是为了解答几个问题。
在这几个问题之前，首先让我们介绍一下太阳的基本知识。
和常见的插画不同，太阳不是一团球形岩浆，而是大量的热等离子体。
这些等离子体在重力和磁场的作用下，聚集形成气体星球，通过核聚变在宇宙中发光发热。
根据太阳内部的压力波，科学家们认为太阳的结构主要分为太阳核心、辐射层、对流层和大气层。
其中大气层分为光球层、色球层和日冕层，帕克太阳探测器穿过的就是日冕层。
对人类来说，太阳当然很神秘，但有一件事让人们特别想不通，就是日冕的温度为什么比光球高。
太阳表面的光球层是一个厚度大约500公里的气体薄层，温度在6000度左右，我们看到的可见光几乎都从这一层发射出来。普通人认知里的太阳，就是它的样子。
而日冕是一个平常很难观察到，只有日全食能肉眼看到的气体层。它的亮度很低，位置更是在太阳最外面，但温度却高达200万度！
这是怎么回事？现在还没人知道。
另一件让科学家想不通的事，和太阳风有关。
大部分等离子体能被太阳的重力和磁场束缚住，但是在日冕层，因为温度太高，部分带电粒子会挣脱束缚，射向外部形成太阳风。
太阳风冲出大气层后，会进行星际路行，沿途的星体都会受到它的影响。受地球磁场保护，太阳风不会对人类生活造成太大影响，但有时仍然会出现磁暴（也就是供电网络瘫痪）、卫星受到干扰等情况。
太阳风从日冕层发射出来的速度，能达到400万公里每小时，这让很多科学家疑惑到底是怎么做到的。
为了更好地保护卫星和供电系统，NASA在1958年有了送航天器去研究太阳的想法。
那时，这个计划只停留在纸面上，因为完全没有可实现的技术。一直等到2000年后，这样的技术才出现了。
在瑞福博士等科学家的辛勤工作下，2017年，帕克太阳探测器建造成功，耗资15亿美元。
这个探测器取的是天文学家尤金·帕克（Eugene Parker）的名字，他在上世纪50年代提出太阳风的理论，在60年代证实它的存在。
而这个探测器的核心，是一面热盾。
在逐渐接近太阳的过程中，最前面的这面热盾将永远向阳，顶住太阳的热量，保护后面的科学仪器。
在这样热盾的保护下，科学家就能逐渐让探测器接近太阳，一步步取得科学数据。
同时，NASA把感谢帕克的卡片放在帕克探测器上，一同放上去的，还有装着110万个人名的存储卡。这些人都参与了NASA的活动，以象征有百万人触摸了太阳。
在一切准备就绪后，2018年8月12日，帕克太阳探测器升空了。
以69万公里每小时的速度，帕克探测器不断向太阳靠近，
它在设定好的轨道上向太阳转圈，每一圈都比之前小，也越来越接近太阳。
在今年4月28日，当帕克探测器第八次围绕太阳转时，它距离肉眼可见的光球层有1300万公里。
仪器显示，这里带电粒子和磁场环境特殊，告诉地球上的科学家它已经越过阿尔文临界面，进入太阳大气层！
阿尔文临界面（Alfven critical surface）是区分太阳大气和太阳风的边界，跨过这条界线，带电粒子都被视为太阳的一部分。
多年来，科学家们以为阿尔文临界面是一个在太阳外侧，光滑且均衡的表面。但帕克探测器的数据表明，这个界面其实是凹凸不平的，没有什么规律。
（红线为帕克距离光球层的位置，蓝线为预测出的阿尔文领界面）
越过阿尔文领界面，就是日冕，这里的温度已经开始变高，带电粒子也是极多极快。
帕克探测器拍下路过自己的日冕流线，带电粒子就像夏天的冰雹一样，纷纷砸过来。
（帕克探测器拍下的画面）
第一次进入日冕，帕克探测器呆了5个小时。
第二次，当它下降到距光球层1046万公里时，帕克探测器遇到日冕中一种称为“伪流”（Pseudostreamer）的现象。
伪流在日食期间可以看到，它是在太阳表面升起的一个巨大区域。
进入伪流，就像进入暴眼，粒子的运动速度变慢了，好像一切都安静了下来。
这里的磁场强大到可以控制粒子的运动，这也再次证明帕克探测器进入了太阳大气层。
随着不断靠近太阳，一些令人惊讶的现象也被帕克探测器发现。
在太阳风中，一种叫“折返”（switchbacks）的现象，也就是带电粒子喷射出去后，会在短时间内向后返回，然后继续前进。
科学家们不知道这种现象是怎么出现的，是太阳表面造成的，还是太阳大气中有某种扭曲的磁场？
帕克探测器发现，是前者，导致折返的地方出在光球层上。
（帕克探测器找到了光球层上导致折返的地点）
随着底部温度升高，太阳的对流细胞结构不断翻腾，在表面上形成了漏斗形状的磁场。
NASA认为正是这个磁场导致射出的太阳风会折返。
除了找到折返的起源地外，帕克探测器发现折返的次数也很多。
科学家原本以为这种现象很罕见，但随着不断深入太阳大气，它观测到这是正常现象。
NASA的副局长托马斯·祖布钦（Thomas Zurbuchen）说，探测器返回的信息证明，这次探索非常成功。
“帕克太阳探测器接触太阳，是科学上的一个里程碑，是一个了不起的壮举。这个里程碑不仅让我们更深入地了解太阳的演化，和它对我们太阳系的影响。它也能帮助我们了解宇宙中的其他恒星。”
瑞福博士说，现在帕克探测器飞得离太阳如此之近，他们可以在各个数据中找到它。
“磁场数据、太阳风数据，甚至是探测器的图像。当日全食发生，我们可以看到探测器穿过日冕。”
“这真的是了不起，为了这一刻，我们等了60年。”
（帕克探测器第八次探索的数据）
帕克探测器在今年8月第九次潜入日冕，上个月，它又潜入了一次，但是数据还没有分析出来。
下一次穿入日冕，是明年一月份，这项工作它将持续到2025年。那时，它会出现在光球层表面628万公里的地方。
这次，帕克探测器发现阿尔文临界面凹凸不平，以及折返现象来自光球层，已经是收获颇多。
但关于日冕为什么温度如此高，人们仍然毫无头绪。
未来几年，等帕克探测器更加靠近太阳后，也许我们能知道答案吧……
出处：头条号 @英国那些事儿
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